假定有一艘飞船的速度大于光速,那飞船前面的灯还能照亮前方吗?

泰安美食联盟


首先说明一点,任何有静质量的物体速度都不可能达到过超过光速,只能无限接近。那么既然是假设,让我们一起做一个思想实验!

思想实验之前需要对一个定义有所了解,同时必须抛弃我们传统对相对速度的惯性思维。首先要了解“光速恒定”到底是什么含义,它远不是指光速在真空中传播速度是30万公里每秒,而是指相对于任何惯性参照物,光的速度都不变!

举个简单的例子,如果你奔跑的速度是6米/秒,静止的我看你身上发出光的速度并非6米/秒+光速,而仍旧是光速,这就是“光速恒定”最简单的解释!

明白了这点,再回过头来看楼主的问题就很好给出答案了,根据“光速恒定”原理,即使飞船的速度超过光速(显然这不可能,只是假设),我们看到飞船发出的光仍旧是光速,如此这样扔能照亮前方(前提是前方必须有东西可以照亮)!

我们低速世界的相对速度很好计算,就是两个速度简单相加,运用的是“伽利略变换”,但因为时间和空间并不是恒定的,所以在亚光速世界,速度对时间的影响非常明显,“伽利略变换”不再适用,必须用“洛伦兹变换”,简单说,“伽利略变换”就是“洛伦兹变换”在低速世界的特殊情况和近似情况,因为误差非常小,可以忽略不计!

所以,一开始我就所说了,一旦速度达到亚光速,我们就必须抛弃我们对速度的传统思维观念,一切都是因为“光速恒定”原理,说简单点,相对于任何惯性参照物,光的速度都不会变,等于光速!


宇宙探索


第一部分:狭义相对论的问题。

可信之一:若测量仪在高速运动,测量读数是相对测量值,要折换成绝对测量值。

良心警告:相对测量值只是一种参照系效应,纯属数学游戏的幻觉。

爱因斯坦借用洛伦兹的参照系变换因子:γ=1√(1-v²/c²),其中的v是作为参照系的测量仪的速度。例如,原子钟是作为参照系的测量仪。宇宙飞船原子钟读数为t',地球原子钟读数t,有如下关系:t'=γt。

设相对于绝对参照系的飞船速度v=0.1c,则其原子钟时间读数是:t'=γt=t/√(1-0.1²)=t/0.995=1.005t。比地球原子钟时间延长5‰。但是这只是参照系效应,绝对的地球原子钟时间t不会延长。

与此同时,飞船携带电子秤测量1kg标准砝码,其读数也会增重5‰,这还是参照系效应。当飞船返回地球,依然是绝对的1kg标准砝码。

那么,对于测量值,我们是选择绝对参照系的还是相对参照系的呢?读者自有答案。

再一举例。质子是极其稳定的粒子,其质量也是极其稳定的。现在有一台质子加速器,把质子加速到0.99c,若质子果真能携带一个原子钟,γ=1/√(1-0.99²)=2.27。原子钟时间读数t'=γt=2.27t,同时,质量增重到m'=2.27m。

这也是参照系效应,绝对真实的质子并未增重,只不过是它的动能很大而已,一旦这个动能完全发散了,质子就立即恢复到原初状态。

显然,所谓的钟慢尺缩质增效应纯属数学游戏,我们必须换算到绝对测量值t=t'/γ,我们只需考虑动能增量ΔEk=½m(Δv)²就行,不必大费周折。

可信之二:真空光速不变原理。

这也不是爱因斯坦的发现。真空光速来自麦克斯韦方程组的衍生公式:c=1/√(ε0μ0),其中,ε0是真空场的介电常数,μ0是真空场的磁导率常数,皆由实验测得。既然二者是常数,那么光速c就是不变的常数,这才是真正的光速不变原理。

特别提示:分析c=1/√(ε0μ0)这个公式,光速常数只是真空场的一个固有的特性参数,与电磁辐射或引力辐射毫无关系。

我的设想:根据量子场论的场量子逻辑,真空场含有大量的量子漩涡场(虚粒子),简称漩涡子,它们以光速自旋且无序震荡。

当漩涡子受到电磁振荡的激发,就会像一石激起千层浪一样,就会相互依次推涌,形成一圈圈的波阵面,这就是电磁波的传播机制,与机械波的传播机制,逻辑上完全一致。

试想,一个小小的萤火虫,以极小的细胞电池为代价就可以发射若有神助的光速,不是漩涡子固有自旋光速在作祟,那又是什么呢?

最大质疑:质能守恒方程E=mc²。

严重后果:质能方程,把质量与能量混为一谈,否定质量守恒定律。把动能与质增效应混为一谈,否定能量守恒定律。造成物理学与化学上概念混乱。

其一,质能方程在数理逻辑上不自洽。质能方程的推导分两个阶段。第一段是微分部分,引用的动力学公式,是以绝对参照系为基准。第二段的积分部分,是以相对参照系为基准。

最后得出的公式,说有一个绝对参照系下的静质量m,还有一个相对参照系下的动质量m'。

可是爱因斯坦早已否定绝对时空参照系,出尔反尔,却又偷用绝对参照系,说同一公式同时适用两个参照系,这显然违背同一律。无非是在搞数学游戏。

其二,光子是不可能静止的,否则就不是光子。可是有太多的爱氏消费者,大肆鼓吹光子有静质量m=0。请问,光子的“静”怎么静法,怎么测量?即使有,那么动质量m'=γm,而m=0,那么m'=???,皮之不存毛将焉附?

其三,有人说根据E=hν, E=m'c²,有m'=hν/c²。其中光子的频率ν千变万化,即光子的动质量是无法确定的。

请问①:若伽玛光子频率是1e23Hz,其动质量m'=6.63e-34×1e23/9e16=7.4e-28kg≈0.44个质子,有这么重的光子么?

请问②:若电磁波频率1e7Hz,其光子动质量m'=7.4e-62kg,有这么轻的光子么?

请问③:这些动质量,究竟以什么参照系为测量基准?若有,参照系的运动速度v=?

请问④:这些动质量,在理论物理上有何意义?如果废弃,有何弊端?

其四,结合电动力学c=1/√(ε0μ0)、粒子物理、量子场论,在绝对参照系下,粒子总能量E=自旋角动能+绕旋角动能=引力势能Ep+震荡动能Ek,即:E=Ep+Ek=mc²+½mv²。其中,

引力势能与质量m对应,例如,电子势能Ep=mc²=0.505MeV,与电子质量m=9.1e-31kg,mc²与m是内在对应的,可等效代换。

震荡动能与温度T对应,可按热力学原理写成:mv²=3kT,v是粒子的平均震荡速度。

因为粒子势能总是常量即质量守恒,因此,能量守恒其实就是动能守恒,即:ΔΣEk=0。

附带两句句:①“质量亏损”的说法不成立,在此省略500字。②“自旋非自转”的说法不成立,过度运用ΔqΔp≥h/4π推出自旋=137c不成立,在此省略500字。

第二部分:广义相对论的问题。

症结之一:否定经典动力学的绝对时空参照系,就视同否定万有引力定律F=GMm/R²,因为这个实验公式的测量基准是绝对参照系。光速c=1/√(ε0μ0)的测量基准也是绝对参照系。但是在广义相对论的引力场方程中,却引用了引力常数G与光速常数c。

症结之二:广义相对论引力场方程左边的纯几何时空张量的动机是主观臆断。爱因斯坦借用马赫原理:牛顿的绝对时空不存在,物体周围的时空是受宇宙所有天体引力的综合作用。爱因斯坦把这样的“马赫时空”设想为“弯曲时空”,这个弯曲时空的张量场R()项,与物体的能量动量张量场T()项,相互抗衡。

马赫原理是违背物理思维的。以“地球系+太阳系+银河系”三体问题为例。当我们在研究地球系统内的一个物体m的动力学状态时只需考虑地球对m的作用,不必考虑太阳系而更不必考虑银河系对m的作用,系统外的影响微乎其微,根本不值一提。马赫竟然扯到全宇宙,绝对不可能测量,更不可思议。

症结之三:与此同时,最致命的是,他否定宇宙真空场张量Λg()项,这与他坚信迈克尔逊莫雷实验否定以太而光的传播无需介质的理念一脉相承。量子场论已证明宇宙真空场有零点能,卡西米尔效应已证明机械震荡可使真空场产生电磁波。

症结之四:爱因斯坦也是人,他未必正确领会到“参照系与存在性无关”的本质。不管选择绝对参照系,还是选择相对参照系,都要依据作为参照系的测量仪所在位置与运动状态。因此,参照系纯属测量技术基准问题,与时空的绝对存在或相对存在毫无关系。站在不同的参照系,会有等效表述的不同的测量值。

但是,只有绝对参照系是唯一简洁的,其坐标原点是(0,0,0,0),而相对参照系有无数个,其坐标原点是(x/t,y/t,z/t,t),若坐标系是弯曲的,将非常复杂而无法求解,而且最终还得回归到绝对参照系。因此,绝对参照系是参照系的参照系,是绝对智慧的参照系。

牛顿的动力学体系,迄今百试不爽,我替牛顿与麦克斯韦鸣不平。爱因斯坦早已作古,把理论物理搞得乌烟瘴气,错不在他,而在后人为了某种私利或不求甚解,拉大旗作虎皮,过度消费了他。

创建于2018.8.11

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最终0幻想


既然有光速飞船了,那么我们就不能好好的展开想象的翅膀嘛?反正前提就只是假如,都假如了,就先排开各种否定光速飞船的理论。就像在《三体》的世界中看这个问题。

首先一点,我们要知道,飞船里是感受不到光速的。因为当以光速前进的时候时间相对于我们来说是静止的。而且我们只和飞船内的人员共享同一时间体系,因为光速飞行的是飞船,不是我们。

《三体》中有段描写这样的景象:

前方的所有星星都朝航向所指的方向聚集,仿佛这一半宇宙变成了一个黑色的大碗,群星都在向碗底滑落,很快在正前方聚成密密的一团。

这就是在飞船中看到的前面的景象,因为超过了光速群星,星星不再是一颗一颗,而是聚成一个光团,并且文中提到是蓝宝石般的蓝光。

而从飞船飞船前到飞船后的变化就是

“色彩不断变化,从蓝变成绿,再变成黄色,当它越过飞船后,则变成了红色。”

那顺着这个思路,飞船前头开着照明灯,那么就会出现,神奇的一幕。就是明明灯在前面,可光在后面,就有种先看见闪电后听到雷声的感觉。而后面的光是红的。那么如果没有星星,那么从旁边看到了飞船就匹拖着光跑的马,当飞船飞到了目的地的时候,船停下来了,当人下船后还能看见船尾的灯。

这时候最重要的是,开灯的意义在哪了?


镁客网


很高兴看到这样的假设,因为我相信走出太阳系傲游宇宙就必须超光速。在回答之前我要声明一下,做基础假设,讲到超光速必然会否定相对论的宇宙框架,但这并不否定相对论在现实中的应用,它的应用公式都是可以解决目前已知问题的,在目前我们实际应用的领域(局部宇宙)里吻合度是达99%的,但也不能全部解释!而假设改变了我们因相对论而建立的已知宇宙模型,如果其中偶尔有正确的就会改变人类对宇宙的认知,从而找对发展的方向,给人类文明带来飞跃,这就是基础科学研究的重要性!这也是最难的,需要不断的宏观推理与研究,是最没有方向感和着力点的研究,更会带来知之而知之的学匠们的不解,所以请大家抱着题目假设的心态猎猎奇,不要乱喷! 1.从哲学上讲在如此浩瀚的宇宙孕育人类就是为了人类去了解征服它,而宇宙之浩大,相连的星都常常以几十光年来记的,所以光速实在是太慢了,它绝不是宇宙中最快的速度!2.从科学上讲光速不变论——就是从各个方向从运动和不运动的物体上发出的光都是每秒30万公里,从不叠加发光物体的速度,于是爱因斯坦认为光是宇宙中特殊的常数,是不可超越的!实际上能很好用电磁波来解释这一特殊的现象,其实声波也是这样,向我们驶来列车的气鸣声速度是不变的,只是频率变高,离开我们的列车气鸣声速度也不变只能频率变低,这和光的光谱蓝移和红移现象是一模一样的!根本就不存在什么特殊,这样运动的物体也会和空气中运动的物体一样,声波是可以超越的同样光波也是可以超越的。 如果是这样,再看西方的科学体系往往只能解决局部问题估计早在光的问题上就已经犯错误了! 下面回答假如飞行器超过光速飞行,前面的灯光就没有作用了,因为它发出的光只能以光速向前传播,而飞行器的速度比光速快会跑在光的前面,就和超音速飞机一样产生的声音会被飞机甩在后面一样!(我们所在的宇宙规律是具有一致性的,只是我们还没有解开) 介时我们可以1.采用接受前方物体辐射的方式来了解前方,2.或许会有比光速快几万倍的新探测方法(量子纠缠间的速度不是比光速至少快一万倍么)。所以西方对宇宙的认知还处于小学阶段,希望中华的复兴会再一次推动人类飞速的发展,能进入宇宙探险。




奥斯眼中的世界


对于这个问题我思考了很久,现将想法借此平台给予阐述:

1、光速为什么有这一定速度?而不具有大于30万千米/秒,而不是上或下其它值?

2、为什么光具有波动性?同时还具有粒子性?而且还具有衍射性?

3、光子为什么具有分身术?难道真的有一个光子同时具有两种状态出现?

基于这些问题现在的物理理论没有合理的解释。

以我的思路是光传播一定存在传播的介质,光速的一定值应是由空间的介子决定的,而这种介质应是我们称之谓真空的物质存在,也就是空间,如果是这样的话,空间为什么能将光具有以上多种性质呢?因此就要分析空间的结构性质。首先,以我们人的认知去描术空间存在的某一形态也就是某一固定的空间体形,而形体应是由最简体以不同的比例堆叠而构成任意的复杂体态;而这一最简体为正三角形的组合成为正四面体,而正四面体通过1/2梭线切分则切出一个正八面体和四个正四面体,如果将正八面体按同样方法切分结果切出的形体还是正四面体和正八面体,因此,我们可以视为空间的构架是有无数个微观的正四面体和正八面体同尺度构建的空间网格,然正四面体的体心处相对于各梭线各面点线通过体心处的一维正反向点是不对称,其存在一定的差值,而各一维正反向也存在向差值,而这些差值都是按任意角的三角函数值确定的。如果我们将质量和力能量赋予正四面体和正八面体,会出现什么情况?上面已分析了体心各向尺度存在函数差,那么这些函数差也就是力的矢量差,由于体心处力的不对称,相对于体心一维线将作相对于体心处的平衡位移,而正个正四面体将作趋向于近似球形体态发展,而正八面体对应于正四面体做分解扩散形态发展,如此交替进行,上演着宇宙空间的每一处的点位的点对应着收敛与扩散运动,构成整个宇宙的宏观物质到微观物质的永衡的质量时空的动态转换。因此,物质抛撒能量则是由空间正八面体的分解和正四面体的收缩的场压波以光的形势向整个宇宙空间推进达平衡的态势传递,同时光的粒子性也就是正四面体和正八面体,衍射性也同理,波频性叠加态也就是体心点四周一维正反向不同力函数值,光速是由宇宙真空质量与宏观物质质量的差值比值决定的,双蓬实验产生的干涉应是观察介入能量引起的现象。

回到正题,根据以上推论,如果飞船超光速运行,飞船前方照射的灯光相对飞船应是光速不变,这是由空间结构决定的。


51区用户31034804539


如果这个问题从经典物理学来考虑,飞船超光速,但飞船上的灯也与飞船一起超光速,所以灯能够向前发出以光速相对于飞船运动的光。但在地面观察者看来,飞船超光速,飞船上的灯所发出的光相对于地面的速度超过了两倍光速。不管从哪个参照系看来,飞船都是能够发出光的,只是会看到不同的现象。这就好比在一列高速运动的火车上,有人在火车上向前走,车上的观察者和地上的观察者会测得这个人以不同的速度运动。

但根据狭义相对论,由于飞船拥有静止质量,它被加速到光速需要无限多的能量,所以飞船就连光速都达不到,更何况是超光速。另一方面,根据光速不变原理,无论参照系为何,光速始终不变。即便飞船能够以光速的90%飞行,飞船上的灯发出的光相对于飞船是光速,并且相对于地面观察者也是光速(而不是1.9倍光速),光速快慢与参照系选择无关。

此外,如果考虑空间膨胀效应,在140亿光年之外的飞船会以超光速在远离地球。距离越远的物体,它们之间的空间在单位时间内膨胀越多,导致它们互相退行的速度越快。当距离超过140亿光速时,退行速度就能超过光速。如果在140亿光年外有艘飞船朝着地球发出一束光,那么,由于空间膨胀效应,这束光将永远也走不完去往地球路上的空间,也就是说它无法到达地球。


火星一号


首先你要明白什么是空间和时间。空间描述的事物之间的相对位置,时间描述的是物质演变的过程。空间不会弯曲,时间也不会变慢变快。首先说一下时间。爱因斯坦说时间尺度会变化,只是空想出来为光速不变原理自圆其说。爱因斯坦发现,高速运动的物体,比如1倍光速运动的物体发出的光将会具有两倍光速。怎么自圆其说呢?那就解释说时间慢了一倍,你看它发出的光还是1倍光速。在这儿爱因斯坦犯了两个错误。1.光速它并不是一种运动速度。光是两个物质之间的一种作用关系,本质上和电磁波引力波是一回事。这种作用关系只取决于两个物质之间的相对位置,与它们的运动速度没关系。这种作用关系以30万公里的速度传播。为什么有这种作用关系呢?因为物质实际上就是能量,能量的存在会产生能量场,30万公里其实就是这种场的传播速度。2.如果高速运动的物体,比如一个飞船,它上面的时间会变慢的话,那么在这艘飞船内部的照明光线,就会以高于光速的速度传播。或者换一种反驳方式:如果用原子钟来计时,时间会变慢的话,那将产生什么结果?再来说一下空间。要描述空间,就需要有一个坐标系。我们可以用三维直角坐标系来描述宇宙空间。这种描述下,空间会发生弯曲?无稽之谈!引力透镜,光线发生弯曲,恰恰说明空间没有弯曲。因为你为什么知道光线是弯曲的,是对照了平直的空间来作出的判断。如果空间发生了弯曲,你根本看不出光线发生了弯曲。那么为什么会产生引力透镜呢?物质其实就是能量,能量存在会产生场,这个场的作用使光线发生了弯曲。


12536009


一艘超越光速的飞船,你认为这样的飞船会在我们认为的普通星际空间中飞行吗?

显然不会,无论它撞到了什么物质,只要是撞到了,哪怕是一团星际云气体,也会让这艘飞船陷入万劫不复之地。

很显然,如果有这样的飞船的话,只要它以光速飞行或者是超越光速飞行,它都不会再属于这个已知宇宙了,至于这艘飞船去哪里了,肯定是去宇宙光速飞船专用通道了。

这样的情况都不能以常理来分析,飞船的速度超越了光速就会导致反因果,事件的果发生在事件的因之前,这是不合乎现实逻辑的,但在题目中描述的情况下,反因果就会出现。

题目中假定的这艘飞船以超过光速的速度飞行,很显然,它破坏了因果,即使飞船的前部照射出来一束光线,你在外界看,会先看到有一束光线,接着才会看到飞船前部的灯泡闪亮,所以这就破坏了因果,导致了收信息发生在发信息之前,所以也就表明,在这个已知的宇宙中,不可能会有普通物质达到光速更或者是大于光速的。所以飞船是永远也照不亮前方的。


一枚游戏科幻迷






韩国棒子是用来搅屎的


大胆分析一下有两种可能,第一种可能是看不见,灯肯定会亮,因为灯泡还在飞船上,但是光传播不出去了,飞船把光遮住了,或者我们只能看到一道光闪过,而超过光速的飞船我们肉眼还能不能看到都是个问题。第二种好比我们在超音速飞机上说话一样,声音依然在传播,相对于飞机,我们的声音和耳朵是静止的。所以哪怕超音速了但同一架飞机上的人依然可以听见对方讲话。


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